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Formación estelar y estrellas foráneas en la Vía Láctea.

Las galaxias son las mayores estructuras de estrellas.
Muchas estrellas nacieron en las galaxias donde habitan y otras provienen de otras galaxias.

Ilustración de la estructura de la Vía Láctea – Crédito: NASA/JPL-Caltech /ESO R. Hurt

Nuestra galaxia tiene una formación estelar de 1 a 3 estrellas al año. Eso es algo que en realidad no se puede tomar como un proceso regular, ya que la formación estelar tiene épocas donde es mayor y épocas donde es menor. De hecho, en la actualidad, nuestra Galaxia estaría pasando por en un bajón de producción de estrellas (pdp, Nuestra Galaxia está apagando sus luces, https://paolera.wordpress.com/2016/04/14/nustra-galaxia-esta-apagando-sus-luces/).

Hace unos 3 000 millones de años, hubo una gran producción de estrellas en la Vía Láctea. Se estima que en ella, nacieron más de la mitad de las estrellas del disco de la Vía Láctea.
Sucede que nuestra Galaxia, como toda gran espiral, creció asimilando a otras menores. En ese proceso, es asimilada la materia existente en ellas, la que pasa a aumentar las reservas de la Nuestra. Ésto, junto con las perturbaciones que se producen en la Vía Láctea debido al encuentro, colabora con la formación de estrellas.

Pero en una asimilación, no sólo es asimilada la materia de la otra galaxia; también lo son sus estrellas.
Las estrellas nacen de complejos nebulares de gas. Estudiando la composición de ellas, se puede inferir la riqueza de elementos presentes en la nube progenitora.
En la constelación de la Osa Mayor, se detectó una estrella donde su composición está más de acuerdo con la química del material de galaxias enanas que con la del material de la Vía Láctea. Luego, esta estrella sería una “foránea”; una estrella de una galaxia enana que quedó alojada en la Vía Láctea luego que la enana fuera asimilada. Más aún; el bulbo central de nuestra Galaxia habría sido enriquecido con estrellas, incluso de las más viejas en el Universo, luego de asimilar una enana de estructura alargada.

En el futuro, a unos 5 000 millones de años, la Vía Láctea se fusionará con la de Andrómeda (pdp, La futura colisión entre la Vía Láctea y Andrómeda, https://paolera.wordpress.com/2012/05/31/la-futura-colisin-entre-la-va-lctea-y-andrmeda/). Pero antes, dentro de unos 2 500 millones de años, asimilaremos la Gran Nube de Magallanes.

Referencias:

Fuentes:

pdp.

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La Nube Mayor de Magallanes en curso de colisión con la Vía Láctea.

Las Nubes de Magallanes son galaxias irreguares satélites a la Nuestra.
Si bien esta es la idea más aceptada, para algunos, estas galaxias sólo están de paso por el vecindario.
Ahora, un estudio de fines del año 2018 sugiere que la nube mayor podría precipitar hacia la Vía Láctea en unos 2 mil millones de años.

Nube Mayor de Magallanes – crédito: Adrian Pingstone December 2003.

Nuestra Galaxia a crecido asimilando a otras menores, fiel a las jerárquicas reglas de crecimiento galáctico. De hecho terminará fusionándose con su hermana mayor, la espiral de Andrómeda en unos 4 mil millones de años (pdp, 31/may./2012, La futura colisión entre la Vía Láctea y Anrómeda, https://paolera.wordpress.com/2012/05/31/la-futura-colisin-entre-la-va-lctea-y-andrmeda/).
Cuando eso suceda, las distancias interestelares permitirán que las estrellas pasen unas entre otras, por lo que será ínfima la probabilidad de choques entre estrellas.
Los agujeros negros dominantes de las galaxias, el Nuestro en particular, se volverán mucho más activos aumentando la intensidad de los chorros bipolares de materia y energía, como también la radiación del material recalentado que precipitará en ellos. Finalmente se fusionarán en uno sólo ante la probabilidad de salir eyectado según las condiciones al momento de la fusión entre ellos. El halo de la Vía Láctea se verá “engrosado”. En el caso del choque con Andrómeda, la galaxia resultante será una gigantesca elíptica con un robusto halo estelar.

Video: When galaxies collide!

TheBadAstronomer
Publicado el 31 may. 2012.

Muchas estrellas de la galaxia intrusa formarán parte de la nueva estructura galáctica, pero otras, tanto de la intrusa como de la Nuestra, podrían escapar del sistema resultante hacia el espacio intergaláctico como estrellas solitarias.

Si bien la posibilidad de un choque estelar es ínfima, las estrellas podrían pasar cerca de otras. En esa acción, la gravedad mutua provocaría un encuentro dinámico en el que ambas se acelerarían mutuamente en un “reboleo”. Así, la de menor masa sentiría mayor aceleración pudiendo alcanzar la velocidad de escape. De hecho, actualmente hay estrellas en la Vía Láctea de altísima velocidad, estrellas hiperveloces, con posibilidad de escapar de la Galaxia debido a un encuentro con otra (pdp, 16/ene./2014, Velocidad de escape y estrellas hiperveloces, https://paolera.wordpress.com/2014/01/16/velocidad-de-escape-y-estrellas-hiperveloces/).

Eso le puede suceder a nuestro Sol.
De darse, no hay de qué preocuparse por la Tierra.
Nosotros seguiremos al Sol como lo hacemos hasta ahora en su periplo alrededor de la Galaxia, aunque el aumento de material interestelar, debido a la unión de las galaxias, haga que el Sol absorba materia en su viaje, se vuelva más activo y entonces sí, los seres vivos nos veríamos en un problema.
Pero para eso debemos pensar: ¿existirá la Civilización Terrícola en 2 mil millones de años cuando se nos venga encima la Nube Mayor de Magallanes?
¿Y en 4 mil millones de años cuando nos fusionaremos con Andrómeda? En este último caso recordemos que el Sol actualmente tiene unos 5 mil millones de años de vida y le queda otro tanto por delante. Luego, para esa época estará en la fase de final de su vida, una gigante roja que habrá devorado los planetas interiores.

Referencia:

Fuente:

pdp.

¿Qué veremos con el Telescopio de Horizonte de Eventos?

Se proyecta observar el centro galáctico para tener registros observacionales de Sgr.A*.
El agujero negro supermasivo que radica en el centro de la Vía Láctea es conocido como Sgr.A*. Eso se debe a que se encuentra en la constelación de Sagitario (abreviada Sgr. o Sag.). El asterisco denota su actividad o excitación, y la letra “A” indica que es la primera y más brillante fuente de rayos X en detectarse en esa zona (pdp, 07/sep./2017, El asterisco de Sag.A, https://paolera.wordpress.com/2017/09/07/el-asterisco-de-sag-a/).

Veamos cómo se planea observarlo.
Los telescopios dependen de su diámetro o abertura para ser potentes y poder observar objetos muy lejanos. A mayor abertura, corresponde mayor capacidad de observación.
Pero para observar a Sgr.A*, este tipo de telescopio no es lo más indicado.

Muchos objetos astronómicos (como las estrellas) se observan puntuales debido a la distancia a la que se encuentran; pero en realidad, tienen dimensiones, y a veces muy grandes. La luz tiene un comportamiento ondulatorio. Luego, la luz que parte de diferentes lugares de un objeto, recorre diferentes caminos hasta nosotros y esos rayos de luz se interfieren entre ellos. Si varios observadores analizan esa interferencia desde diferentes lugares del Planeta, podemos resolver el tamaño y forma de ese objeto. A esta técnica se la llama interferometría y ya se la utilizó para observar estrellas, por ejemplo a Betelgeuse (pdp, 06/ene/2010, Betelgeuse, https://paolera.wordpress.com/2010/01/06/betelgeuse/).

La idea es utilizar varios radiotelescopios (telescopios que detectan energía emitida en radio-ondas) a manera de un gran sistema interferométrico. La ventaja de las ondas de radio, es que atraviesan el polvo y material que hay en el plano galáctico y el que pueda haber en el espacio entre Sgr.A* y nosotros.

Veamos qué esperamos ver con el telescopio de horizonte de eventos.
Un agujero negro es una región del espacio de donde no escapa ni la luz. A su límite se lo conoce como horizonte de eventos ya que la luz entra por él pero no sale.Luego, no esperemos ver luz, preparémonos a ver sombras.
Recordemos que Sgr.A* tiene un disco de materia que cae arremolinadamente hacia Él. En la parte exterior de ese disco, la materia que gira en torno a Sgr.A* se encuentra con la que está precipitando hacia el agujero negro y en ese choque libera energía. Así, en esa región puede haber energía irradiada en forma de frente de choque (recordemos esta región).
Luego de ese choque, la materia se frena y continúa cayendo en forma de remolino aumentando nuevamente su velocidad a medida que se acerca a Sgr.A*. Ya cerca del agujero negro, su autorfricción, dada por su velocidad y densidad, es tan grande que se recalienta y vuelve a emitir energía, esta vez en una región que rodea a Sgr.A*.
Ese disco tiene un cierto espesor e inclinación respecto del fondo del cielo. Luego, hay un aparte de ese disco entre nosotros y el agujero negro. Lo que está detrás de Sgr.A* no lo veremos a menos que el disco esté muy inclinado respecto del fondo. Así, observaremos una región obscura (el agujero negro) donde una parte está detrás de una región iluminada. Digamos que veremos una parte del agujero negro.
Si la inclinación del disco es muy grande, podríamos llegar a ver un resplandor de la parte brillante que queda detrás del agujero negro; y en el centro, el agujero negro dado por una región obscura.
En alguna parte, podría observarse una mancha más luminosa. Sería esa región explicada antes, donde la materia del disco choca contra la que precipita desde “afuera” en las regiones exteriores.
Además, el disco puede estar inclinado respecto de nuestra horizontal o línea de los ojos.
No nos olvidemos de la existencia de los chorros de materia y energía bipolares perpendiculares al disco de acreción.
Finalmente, recordemos que todo esto está deformado por la masa de Sgr.A* que modifica la marcha de los rayos de luz que nos puedan llegar (en este caso de gran longitud de onda, la equivalente a la radiofrecuencia), o sea que deforma el espacio-tiempo que observamos.

Con esto en mente, podemos esperar cosas como estas.

GRMHD SIMULATIONS OF VISIBILITY AMPLITUDE VARIABILITY FOR EVENT HORIZON TELESCOPE IMAGES OF SGR A*, L. MEDEIROS ET AL.

HIGH-ANGULAR-RESOLUTION AND HIGH-SENSITIVITY SCIENCE ENABLED BY BEAMFORMED ALMA, V. FISH ET AL.

Referencia:

Fuentes:

  • arXiv:1601.06799v3 [astro-ph.HE] 6 Aug 2018, GRMHD SIMULATIONS OF VISIBILITY AMPLITUDE VARIABILITY FOR EVENT HORIZON TELESCOPE IMAGES OF SGR A*, Lia Medeiros et al.
    https://arxiv.org/pdf/1601.06799.pdf
  • arXiv:1309.3519v1 [astro-ph.IM] 13 Sep 2013, HIGH-ANGULAR-RESOLUTION AND HIGH-SENSITIVITY SCIENCE ENABLED BY BEAMFORMED ALMA, VINCENT FISH et al.
    https://arxiv.org/pdf/1309.3519.pdf

pdp.

 

Gaia-Encelado, una visita en la juventud de la Vía Lactea.

Las galaxias son sistemas jerárquicos, o sea que crecen a partir de sistemas menores.
La Vía Láctea no es diferente. Como toda gran espiral, creció asimilando a otras menores. Las corrientes estelares son como ríos de estrellas que surcan por la Galaxia (poético ¿no?); son restos de galaxias menores que fueron asimiladas por la Nuestra.
Incluso algunos cúmulos globulares pueden ser restos de enanas esferoidales o haber pertenecido a estructuras galácticas menores incorporadas por la Vía Láctea, sobre todo cuando están relacionados con corrientes estelares.

El satélite astrométrico GAIA, mide posiciones y velocidades de estrellas con una exactitud asombrosa. Eso permitió encontrar unas 30 mil estrellas dentro de unas 7 millones observadas que comparten características cinemáticas.
Todas tienen órbitas elongadas y se mueven en sentido contrario a la mayoría de las estrellas, incluso a nuestro Sol. Están por todo el vecindario Solar. Todas comparten características similares de brillo y composición, lo que indica que se trata de estrellas de la misma población o familia.
Entre ellas hay variables y hasta 13 cúmulos globulares que comparten la propiedades de sus movimientos. La mayoría está rodeando el bulbo Galáctico, en lo que sería la parte interior del Halo.

Las estrellas están señaladas por puntos de color amarillo (las más cercanas) a púrpura (las más lejanas). Las variables se indican con una estrella celeste y los círculos blancos señalan la posición de los cúmulos globulares – Mapa crédito de ESA/Gaia/DPAC; A. Helmi et al 2018.

Así, provienen de una galaxia que fue asimilada por la Vía Láctea en sus albores, hace unos 10 mil millones de años. En aquellas épocas, la Vía Láctea era mucho menor que lo que es Hoy, aunque superaba a la intrusa en 4 veces el tamaño de ésta.

Video: Merger in the early formation stages of our Galaxy.

Publicado el 31 oct. 2018.

A la galaxia asimilada se la bautizó Gaia – Encelado, por el gigante de la mitología Griega descendiente de Gaia (la Tierra) y Urano (el cielo).

Referencia:

pdp.

La enana de Sagitario habría pertubado el disco de la Vía Láctea.

Artículo actualizado el 14/jun/2019 a las  19:15 HOA (GMT -3).
Nuestra Galaxia creció asimilando a otras menores y muestra secuelas de otros encuentros.
Galaxias enanas han atravesado el disco sacudiendo estrellas como migas de pan de un mantel; a eso se lo conoce como desalojo galáctico (pdp, 27/feb./2018, Desalojo galáctico, https://paolera.wordpress.com/2018/02/27/desalojo-galactico-sacudiendo-estrellas/).

Las corrientes estelares también son evidencias de encuentros cercanos con galaxias menores. Éstas fueron desgarradas y sus estrellas se mezclaron con las de la Vía Láctea, muchas formando un tren estelar o corriente de estrellas. Por ejemplo, la corriente de Sagitario se debería a las estrellas arrancadas de la galaxia enana de Sagitario (https://es.wikipedia.org/wiki/Enana_El%C3%ADptica_de_Sagitario). Ésta a su vez, sería la responsable de alabear el disco de la Vía Láctea y de colaborar con la formación de sus brazos espirales; después de todo, son perturbaciones propagándose en el disco (pdp, 28/jul./2016, Vía Láctea vs. Enana de Sagitario, https://paolera.wordpress.com/2016/07/28/via-lactea-vs-enana-de-sagitario/

Pero esta enana sería responsable de algo más.
Al graficar estrellas según ciertos parámetros, se suelen notar ciertas relaciones. Se hicieron observaciones precisas de velocidad y posición de estrellas. Al graficar su velocidad (velocidad vertical) en función de su posición (por encima y debajo del disco galáctico) se encontró que se agrupan en una estructura enroscada, similar a un caracol.

Gráfico publicado ESA, GAIA

Hace unos 300 millones a 900 millones de años, una galaxia pasó cerca de la Vía Láctea. Eso produjo una perturbación gravitatoria que se propagó por el disco, como las ondas que se propagan en el agua cuando arrojamos una piedra. Estas ondas se combinaron con el movimiento del disco y se dieron las perturbaciones que aún hoy observamos.

Ilustración de ESA, GAIA

Bien, ¿qué objeto originó esto?
Según los estudios, hace unos 200 millones a 1000 millones de años, una galaxia cumplió con la condiciones, es decir que pasó lo suficientemente cerca como para producir ésto. ¿Saben cuál?
Si… la enana de Sagitario.

Actualización del 14/jun/2019 a las 19:15 HOA.
Nuevas observaciones indican que la galaxia Ant 2 sería la responsable de estas ondulaciones (pdp, Antlia 2 sería la responsable de las ondulaciones en el exterior del disco Galáctico, https://paolera.wordpress.com/2019/06/14/antlia-2-seria-la-responsable-de-las-ondulaciones-en-el-exterior-del-disco-galactico/)

Referencia:

Fuentes:

pdp.

Tratando de hallar el origen de Seguel 1.

Nuestra Galaxia está rodeada de amigas y vecinas.
Como toda gran espiral, creció asimilando a otras que dejaron sus huellas en Ella. Entre las galaxias que orbitan la Vía Láctea hay una muy particular. Se trata de la descubierta en el 2006 y catalogada como Segue 1.

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Imagen donde se aprecia la región donde fue descubierta Seguel 1 (a la izquieda) y Seguel 1 (a la derecha) – Crédito: Sloan Digital Sky Survey and M. Geha.

En realidad, aún no se puede asegurar si se trata de una galaxia esferoidal enana ultra débil o de un cúmulo globular, aunque todo parece indicar que se trata de una galaxia.

Está a unos 75 mil años luz de Casa y nos orbita con un período de 600 millones de años. Eso es muy cerca, pero no tanto como para ser un cúmulo globular arrancado gravitacionalmente de una galaxia vecina a punto de ser desgarrado por la gravedad de la Vía Láctea.
Pero resulta que tiene una masa de unos 300 Soles y es pobre en metales o elementos más pesados que el Hidrógeno y el Helio. Los metales aparecen luego de una o dos generaciones de estrellas, cuando han estallado como súper novas. Esto hace que sus estrellas sean antiguas y de masas regulares. Así, Segue 1 es un objeto del Universo temprano y más débil que un cúmulo.

Luego, se trataría de una galaxia satélite de la Nuestra; la pregunta es: ¿de dónde provino?
Hay dos ideas.
Pudo ser una galaxia satélite a otra que fue asimilada por la Vía Láctea dejando a Seguel 1 como satélite nuestro hace unos 12 mil millones de años. Pero las evidencias conocidas de asimilaciones no concuerdan con la existencia de Segue 1; claro que es probable que aún no se hayan detectado las evidencias de aquella asimilación.
La otra idea es que Seguel 1 era una galaxia solitaria y hace unos 8 mil millones de años fue capturada por la Vía Láctea. Esta es la idea más aceptada.

Si les interesa mi opinión, hay algo en este caso que no me convence. Para que un objeto quede atrapado orbitando a otro, debe haber habido un tercero que le quite energía al que resultó capturado; o sea, que lo frene, de lo contrario habría seguido viaje. Luego habría que buscar un objeto de tipo galáctico que haya colaborado en la captura y no sé si lo tienen sospechado. Claro que aún puede ser descubierto.
O sea que en ambos casos, las investigaciones continúan buscando lo que falta hallar, lo único seguro es que Seguel 1 es otra compañera Nuestra.

Referencia:

Fuente:

pdp.

M32 sería los restos de una estructura mayor.

Las galaxias se agrupan en cúmulos de galaxias y éstos en supercúmulos.
En nuestro caso, pertenecemos al grupo local, todo en el supercúmulo de Virgo. En el grupo local, el dominio gravitatorio está dado por la galaxia de Andrómeda y nuestra Vía Láctea como las grandes estructuras dominantes. En tercer lugar viene la galaxia de la constelación del Triángulo y en cuarto puesto la mayor de la nubes de Magallanes. El resto del grupo local está dado por enanas que rodean a las mayores (pdp, 28/feb./2013, Nuestras galaxias vecinas, https://paolera.wordpress.com/2012/02/28/nuestras-galaxias-vecinas/).

Nuestro vecindario galáctico, crédito: ANDREW Z. COLVIN

Como en todo grupo, hay encuentros.
Cuando dos galaxias chocan, las distancias interestelares hacen que las estrella pasen entre sí minimizando la probabilidad de choques. En ese encuentro, las galaxias menores o enanas, terminan siendo asimiladas dejando corrientes de estrellas como evidencias de lo sucedido.
Esto se observa en la Vía Láctea, por ejemplo, en el caso de la galaxia enana de Sagitario y la corriente estelar observada en esa constelación. Dentro de unos 5 mil millones de años, se producirá el predicho encuentro entre la Vía Láctea y Andrómeda, lo que dejará una enorme elíptica como dominante del grupo local.

Video: Andromeda & Milky Way galaxy collision and merger

Publicado el 3 jun. 2012

A la galaxia de Andrómeda, la acompaña la compacta Messier 32 (M32).

M32 crédito de NASA / WIKISKY

Esta galaxia tiene una densidad estelar (cantidad de estrellas por unidad de volumen) que es 100 millones de veces la densidad estelar en nuestro vecindario Solar. Eso es mucho para una pequeña enana. Es más, guarda un agujero negro supermasivo más grande que el de una enana compacta. De esta manera, M32 sería los restos de una galaxia mayor que no fue totalmente asimilada por Andrómeda hace unos 2 mil millones de años.

Referencia:

pdp.